JPH0497613A - 光電子回路および光半導体装置 - Google Patents
光電子回路および光半導体装置Info
- Publication number
- JPH0497613A JPH0497613A JP2215367A JP21536790A JPH0497613A JP H0497613 A JPH0497613 A JP H0497613A JP 2215367 A JP2215367 A JP 2215367A JP 21536790 A JP21536790 A JP 21536790A JP H0497613 A JPH0497613 A JP H0497613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical bistable
- bistable switch
- phototransistor
- optical
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明（よ 光信号によって入出力をおこなう光電子回
路に関するものであも 従来の技術 近鍛 光信号によって入出力をおこなう光電子回路の中
で、光双安定スイッチを用いた差動型スイッチに関する
研究開発が盛んに行われている。
路に関するものであも 従来の技術 近鍛 光信号によって入出力をおこなう光電子回路の中
で、光双安定スイッチを用いた差動型スイッチに関する
研究開発が盛んに行われている。
以下に従来の光双安定スイッチを用いた光差動回路につ
いて説明を行なう。第４図は従来の光差動回路の等価回
路を示すものである。差動回路（よ並列に接続された２
つの光双安定スイッチ１８．１９と、それに直列に接続
された負荷抵抗２０かうなる。
いて説明を行なう。第４図は従来の光差動回路の等価回
路を示すものである。差動回路（よ並列に接続された２
つの光双安定スイッチ１８．１９と、それに直列に接続
された負荷抵抗２０かうなる。
まず、光双安定スイッチの動作について説明すム 光双
安定スイッチは第５図のような電圧−策温特性を有して
いも すなわ板 印加電圧が保持電圧ＶＨ２６以下では
常にオフ状態２３となり、遷移電圧７１以上では常にオ
ン状態２４となムまた 印加電圧がＶＨとＶＴの間にあ
る場合に（戴オン状態２３とオフ状態２４の双安定状態
を取り得も つづいて差動動作について説明すも 初期状態として光
双安定スイッチ１８のみがオンとなっている状態を想定
する。この場合オン状態にある光双安定スイッチ１８は
第５図に示される動作点２５の状態にあも 次に光双安
定スイッチ１９に信号光２２が入力されも すると光双
安定スイッチ１９側の回路に電流がなか札 光双安定ス
イッチ１８側に流れていた電流が減少すも そして光双
安定スイッチ１８側に流れていた電流がスイッチを保持
するのに必要な電流（保持電流）以下となり、光双安定
スイッチ１８はオフ状態へ変化すも同時に光双安定スイ
ッチ１９に流れる電流が保持電流を上回り、入力されて
いる信号光２１を取り除いた後もオン状態が維持されも
また 光双安定スイッチ１９から光双安定スイッチ１
８へのオン状態の遷移も同様の原理によって行われも発
明が解決しようとする課題 上記従来の構成では 光双安定スイッチ１８のみがオン
状態にある場合、信号光パワーが充分に大きくないと光
双安定スイッチ１８に流れる電流が保持電流以下となら
ず、オン状態を保ったまま光双安定スイッチ１９がオン
状態となり、差動動作を行わなしも この現象（よ 回
路に印加されるバイアス電圧と信号光の強度および負荷
抵抗の値に依存しており、調整はバイアス電圧を変化さ
せることによって行われも すなわ板 第５図において
、動作点を点２５から点２６へ近づける方向へ調整を行
なう。しかしなが収 動作点２５が保持電流点２６に近
づくことは差動動作の安定性を損なってしまう。本発明
は差動回路にフォトトランジスタを付加することにより
、安定した差動動作を得ることのできる光差動回路の構
成を提供しようとするものであム 課題を解決するための手段 この問題を解決するために 本発明（よ 第１の発光素
子と第１のフォトトランジスタの直列接続からなる第１
の光双安定スイッチと、前記第１の光双安定スイッチに
並列に接続された 第２の発光素子と第２のフォトトラ
ンジスタの直列接続からなる第２の光双安定スイッチと
、第１第２の光双安定スイッチに並列に接続された第３
のフォトトランジスタからなる差動回路と、前期差動回
路に直列に接続された負荷抵抗を有する構成を提供すム さらにまた 本発明は 第１の信号光が第１の光双安定
スイッチと第３のフォトトランジスタに同時に入力され
第２の信号光が第２の光双安定スイッチと第３のフォ
トトランジスタに同時に入力されるような構成で光電子
回路を構成するものであム さらにまた 本発明（よ 単位光電子回路の２次元アレ
イ化が可能となるように矩形状に設計された光半導体装
置を構成するものであム 作用 ２つの光双安定スイッチの間に フォトトランジスタを
設はスイッチをオフするための電流が多く流れるような
構成をとることによって、安定確実な差動動作を得るこ
とが可能となも 実施例 第１図は本発明の一実施例の等価回路図であ４本光電子
回路は 二つの光双安定スイッチ１．２と一つのフォト
トランジスタ３の並列接続と、その並列接続に直列に接
続された負荷抵抗４からなっていも 二つの光双安定ス
イッチは 信号光によってオンする機能と発光機能を有
していも このような光双安定スイッチ（よ 例えば発
光素子とフォトトランジスタを直列に接続することで構
成できも この光双安定スイッチに含まれる発光素子！
よ 面発光型半導体レーザであることが望ましい力丈
発光ダイオードでも可能であム 第２図は本発明の実施
例の半導体構成図であも 本実施例４瓜 半絶縁性基板
１１上に構成された 二つの光双安定スイッチ１、２と
、一つのフォトトランジスタ３を基本構成要素としてい
も その発光ダイオードＬ ｐ型層５、活性層６、
ｎ型層７から成っており、また 光双安定スイッチ１、
２に含まれるフォトトランジスタおよびフォトトランジ
スタ３は コレクタ層８、ベース層９、エミツタ層ｌＯ
から成っていも な耘 負荷抵抗４はエミツタ層を用い
て形成されている。
安定スイッチは第５図のような電圧−策温特性を有して
いも すなわ板 印加電圧が保持電圧ＶＨ２６以下では
常にオフ状態２３となり、遷移電圧７１以上では常にオ
ン状態２４となムまた 印加電圧がＶＨとＶＴの間にあ
る場合に（戴オン状態２３とオフ状態２４の双安定状態
を取り得も つづいて差動動作について説明すも 初期状態として光
双安定スイッチ１８のみがオンとなっている状態を想定
する。この場合オン状態にある光双安定スイッチ１８は
第５図に示される動作点２５の状態にあも 次に光双安
定スイッチ１９に信号光２２が入力されも すると光双
安定スイッチ１９側の回路に電流がなか札 光双安定ス
イッチ１８側に流れていた電流が減少すも そして光双
安定スイッチ１８側に流れていた電流がスイッチを保持
するのに必要な電流（保持電流）以下となり、光双安定
スイッチ１８はオフ状態へ変化すも同時に光双安定スイ
ッチ１９に流れる電流が保持電流を上回り、入力されて
いる信号光２１を取り除いた後もオン状態が維持されも
また 光双安定スイッチ１９から光双安定スイッチ１
８へのオン状態の遷移も同様の原理によって行われも発
明が解決しようとする課題 上記従来の構成では 光双安定スイッチ１８のみがオン
状態にある場合、信号光パワーが充分に大きくないと光
双安定スイッチ１８に流れる電流が保持電流以下となら
ず、オン状態を保ったまま光双安定スイッチ１９がオン
状態となり、差動動作を行わなしも この現象（よ 回
路に印加されるバイアス電圧と信号光の強度および負荷
抵抗の値に依存しており、調整はバイアス電圧を変化さ
せることによって行われも すなわ板 第５図において
、動作点を点２５から点２６へ近づける方向へ調整を行
なう。しかしなが収 動作点２５が保持電流点２６に近
づくことは差動動作の安定性を損なってしまう。本発明
は差動回路にフォトトランジスタを付加することにより
、安定した差動動作を得ることのできる光差動回路の構
成を提供しようとするものであム 課題を解決するための手段 この問題を解決するために 本発明（よ 第１の発光素
子と第１のフォトトランジスタの直列接続からなる第１
の光双安定スイッチと、前記第１の光双安定スイッチに
並列に接続された 第２の発光素子と第２のフォトトラ
ンジスタの直列接続からなる第２の光双安定スイッチと
、第１第２の光双安定スイッチに並列に接続された第３
のフォトトランジスタからなる差動回路と、前期差動回
路に直列に接続された負荷抵抗を有する構成を提供すム さらにまた 本発明は 第１の信号光が第１の光双安定
スイッチと第３のフォトトランジスタに同時に入力され
第２の信号光が第２の光双安定スイッチと第３のフォ
トトランジスタに同時に入力されるような構成で光電子
回路を構成するものであム さらにまた 本発明（よ 単位光電子回路の２次元アレ
イ化が可能となるように矩形状に設計された光半導体装
置を構成するものであム 作用 ２つの光双安定スイッチの間に フォトトランジスタを
設はスイッチをオフするための電流が多く流れるような
構成をとることによって、安定確実な差動動作を得るこ
とが可能となも 実施例 第１図は本発明の一実施例の等価回路図であ４本光電子
回路は 二つの光双安定スイッチ１．２と一つのフォト
トランジスタ３の並列接続と、その並列接続に直列に接
続された負荷抵抗４からなっていも 二つの光双安定ス
イッチは 信号光によってオンする機能と発光機能を有
していも このような光双安定スイッチ（よ 例えば発
光素子とフォトトランジスタを直列に接続することで構
成できも この光双安定スイッチに含まれる発光素子！
よ 面発光型半導体レーザであることが望ましい力丈
発光ダイオードでも可能であム 第２図は本発明の実施
例の半導体構成図であも 本実施例４瓜 半絶縁性基板
１１上に構成された 二つの光双安定スイッチ１、２と
、一つのフォトトランジスタ３を基本構成要素としてい
も その発光ダイオードＬ ｐ型層５、活性層６、
ｎ型層７から成っており、また 光双安定スイッチ１、
２に含まれるフォトトランジスタおよびフォトトランジ
スタ３は コレクタ層８、ベース層９、エミツタ層ｌＯ
から成っていも な耘 負荷抵抗４はエミツタ層を用い
て形成されている。
第３図は本実施例の上面図であム１本実施例では光電子
回路が１つのセル、単位セル１７の中に納まるように設
計がなされていも すなわぢ 第３図で１よ 単位電子
回路の２次元アレイ化が可能となるように短形状に設計
されていも 第３図に示されるよう凶 入力信号光１２
は光双安定スイッチ１とフォトトランジスタ３く 入力
信号光１３は光双安定スイッチ２とフォトトランジスタ
３にそれぞれ同時に照射されるようになっていもな抵
バイアス電圧はカソード１４、スイッチのアノード１５
、フォトトランジスタのアノード１６を介して印加され
も はじめに光双安定スイッチ１がオン状態をとる場合を考
えも この場合光双安定スイッチ１は第５図中の動作点
２５で動作していも つづいて入力信号光１３が光双安
定スイッチ２とフォトトランジスタ３へ同時に入力され
も その結果光双安定スイッチ１はオフ状態となり、光
双安定スイッチ２はオン状態となム 以上の動作におい
て受光部分が従来例よりも増加したことにより光双安定
スイッチｌに流れる電流はより多く減少することになム
すなわち第５図中の動作点２５と保持電流動作点２６
のマージンを多く確保することができるようになる。逆
に光双安定スイッチ１と光双安定スイッチ２が同時にオ
フするという問題が生じてｋ その問題は単にバイアス
電圧を増加させることによって容易に解決することが可
能であもまた 第２の光双安定スイッチ２から第１の光
双安定スイッチ１へのオン状態の遷移も同様の原理によ
って行われも 発明の効果 以上述べてきたことから明らかなように 本発明の光電
子回路の構成を用いれば安定した差動動作を実現するこ
とができも
回路が１つのセル、単位セル１７の中に納まるように設
計がなされていも すなわぢ 第３図で１よ 単位電子
回路の２次元アレイ化が可能となるように短形状に設計
されていも 第３図に示されるよう凶 入力信号光１２
は光双安定スイッチ１とフォトトランジスタ３く 入力
信号光１３は光双安定スイッチ２とフォトトランジスタ
３にそれぞれ同時に照射されるようになっていもな抵
バイアス電圧はカソード１４、スイッチのアノード１５
、フォトトランジスタのアノード１６を介して印加され
も はじめに光双安定スイッチ１がオン状態をとる場合を考
えも この場合光双安定スイッチ１は第５図中の動作点
２５で動作していも つづいて入力信号光１３が光双安
定スイッチ２とフォトトランジスタ３へ同時に入力され
も その結果光双安定スイッチ１はオフ状態となり、光
双安定スイッチ２はオン状態となム 以上の動作におい
て受光部分が従来例よりも増加したことにより光双安定
スイッチｌに流れる電流はより多く減少することになム
すなわち第５図中の動作点２５と保持電流動作点２６
のマージンを多く確保することができるようになる。逆
に光双安定スイッチ１と光双安定スイッチ２が同時にオ
フするという問題が生じてｋ その問題は単にバイアス
電圧を増加させることによって容易に解決することが可
能であもまた 第２の光双安定スイッチ２から第１の光
双安定スイッチ１へのオン状態の遷移も同様の原理によ
って行われも 発明の効果 以上述べてきたことから明らかなように 本発明の光電
子回路の構成を用いれば安定した差動動作を実現するこ
とができも
第１図は本発明の一実施例の等価回路は 第２図１友
本発明の一実施例の光電子回路の構成断面医 第３図は
本発明の一実施例の光電子回路の上面図 第４図は従来
例の等価回路＠ 第５図は光双安定回路の電流電圧特性
を示す図である。 １・・第１の双安定スイッチ、 ２・・第２の双安定ス
イッチ、３・・フォトトランジス久 ４・・負荷抵抗
５・・ｐ型ＷＩＫ６・・活性態 ７・・ｎ型態 ８・・
コレク久 ９・・べ一人 １０・・エミッ久 １１・・
半絶縁性基板 １２・・第１の入力光 １３・・第２の
入力Ｌ１４−・カソード、 １５・・スイッチのアノー
ド、 １６・・フォトトランジスタのアノード、１７・
・単位セ）ｋ、２３・・オフ状態 ２４・・オン状ａ
２５・・動作戊 ２６・・保持電丸代理人の氏名 弁
理士 、粟野重孝 はか１名前 １ 図 ｍｌのηＶ定スイッチ ｓ −ｐ 型１ ６−５１ 柱層 ベース エミｙり ＃纏 ａＳ 暮顎 ＄奉 べ べ か 荷 ９ へ箔 隈隆Ｊ−９６ ト７−ムレ 簀斧訃葺簀々べ）ト援 ＊吟 区 区 Ｒ 隈隣顧Ｇ９ ｅ ε 一６霞−ゞ 脈算蓼脈」駅 ２２２：２にた 城 イフ１ズ啼 万ン３ズ野 動１１点 憚書電玉動作声。
本発明の一実施例の光電子回路の構成断面医 第３図は
本発明の一実施例の光電子回路の上面図 第４図は従来
例の等価回路＠ 第５図は光双安定回路の電流電圧特性
を示す図である。 １・・第１の双安定スイッチ、 ２・・第２の双安定ス
イッチ、３・・フォトトランジス久 ４・・負荷抵抗
５・・ｐ型ＷＩＫ６・・活性態 ７・・ｎ型態 ８・・
コレク久 ９・・べ一人 １０・・エミッ久 １１・・
半絶縁性基板 １２・・第１の入力光 １３・・第２の
入力Ｌ１４−・カソード、 １５・・スイッチのアノー
ド、 １６・・フォトトランジスタのアノード、１７・
・単位セ）ｋ、２３・・オフ状態 ２４・・オン状ａ
２５・・動作戊 ２６・・保持電丸代理人の氏名 弁
理士 、粟野重孝 はか１名前 １ 図 ｍｌのηＶ定スイッチ ｓ −ｐ 型１ ６−５１ 柱層 ベース エミｙり ＃纏 ａＳ 暮顎 ＄奉 べ べ か 荷 ９ へ箔 隈隆Ｊ−９６ ト７−ムレ 簀斧訃葺簀々べ）ト援 ＊吟 区 区 Ｒ 隈隣顧Ｇ９ ｅ ε 一６霞−ゞ 脈算蓼脈」駅 ２２２：２にた 城 イフ１ズ啼 万ン３ズ野 動１１点 憚書電玉動作声。
Claims (4)
- （１）第１の発光素子と第１のフォトトランジスタの直
列接続からなる第１の光双安定スイッチと、前記第１の
光双安定スイッチに並列に接続された第２の発光素子と
第２のフォトトランジスタの直列接続からなる第２の光
双安定スイッチと、第１および第２の光双安定スイッチ
に並列に接続された第３のフォトトランジスタからなる
差動回路と、前期差動回路に直列に接続された負荷抵抗
を有することを特徴とする光電子回路。 - （２）前記光双安定スイッチ内の発光素子が面発光型半
導体レーザを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光電子回路。 - （３）第１の信号光は第１の光双安定スイッチと第３の
フォトトランジスタに同時に入力され、第２の信号光は
第２の光双安定スイッチと第３のフォトトランジスタに
同時に入力されるように構成された特許請求の範囲第１
項記載の光電子回路。 - （４）単位光電子回路が、２次元アレイ化が可能となる
ように矩形状に設計された特許請求の範囲第１項記載の
光電子回路を含む光半導体装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215367A JPH0497613A (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 光電子回路および光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215367A JPH0497613A (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 光電子回路および光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497613A true JPH0497613A (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=16671124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2215367A Pending JPH0497613A (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 光電子回路および光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0497613A (ja) |
-
1990
- 1990-08-14 JP JP2215367A patent/JPH0497613A/ja active Pending
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